Comutatorul Electronic

Comutatorul Electronic

In convertoarele de mica si medie  putere sub 1KW, rolul comutatorului electronic il are tranzistorul (bipolar sau mos-fet) de putere.

Tranzistorul de comutatie este solicitat in tensiune, curent si putere disipata. Dimensionarea acestuia in tensiune si curent se poate face prin rel. continute in tabelul 1.

In regimurile tranzitorii, apar supratensiuni si supracurenti care vor trebui luati in consideratie in aplicatiile practice .

Puterea disipata de un tranzistor comutator este :

P=P_sat+P_bl+P_tranz

P_sat-puterea disipata la saturatie;

P_bl-puterea disipata in blocare;

P_tranz-puterea disipata in regimurile tranzitorii, respectiv :

P_tranz=Pbl->sat +Psat->bl

Pbl->sat :puterea disipatala trecerea din blocare in saturatie

Psat->bl : puterea disipata la trecerea din saturatie in blocare .

Pentru frecvente mai mici, predomina puterile disipate in regimurile stabile, saturatie si blocare. La frecvente inalte, puterile tranzitorii sunt mai importante. In fig 11 sunt prezentate evolutiile tensiunii, curentului si puterii disipate asociate in tranzistorului in comutatie. Aceste forme de unda ilustreaza duratele finite de tranzitie intre cele 2 stari, datorate sarcinilor stocate in jonctiuni (atat la tranzistor cat si la dioda) componentelor parazite ale elementelor de circuit, etc.

Dioda

Rolul didei este  de a transfera energia acumulata in bobina catre condensatorul de filtraj. Folosita atat ca redresoare, dar si ca recuperatoare de tensiune, comutand tensiuni si curenti mari, influienteaza comportarea tranzitorie a intregului convertor. Datorita frecventelor mari la care lucreaza convertoarele uzuale (zeci de KHz), se folosesc diode rapide si ultrarapide. Pentru tensiuni sub app 100V si crt de ordinul amperilor este indicata utilizarea diodelor Shottky,care au caderea de tensiune in polarizare directa de circa 0.3-0.4V si timpi de blocare foarte scurti.

Condensatorul de Filtraj

Are rolul de a acumula energia transferata prin bobina si de a alimenta sarcina in perioada cand energia din bobina nu e disponibila. Frecventa mare de comutare permite folosirea unor condensatore de valori relativ reduse.

Pentru micsorarea pierderilor in condensatorul de filtraj, se recomanda utilizarea acelora care au curenti de fuga redusi, inductanta parazita redusa si gama extinsa de temperatura(datorita incalzirii cauzate de frecventa mare de lucru).

Exista un numar mare de aplicatii in care sarcina trebuie sa fie izolata galvanic de sursa de alimentare, care in multe cazuri este chiar reteaua industriala. Sursele analogice fac separarea prin transformatorul de retea. Daca alimentarea Stabilizatorului analogic se face dintr-o sursa de curent continuu, nu se mai separa galvanic sursa.